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        山區(qū)公路路基堆積層滑坡穩(wěn)定性分析

        2021-11-04 01:40:36祝塘曹欣宇李文軍
        交通科技與管理 2021年32期
        關(guān)鍵詞:穩(wěn)定性分析堆積體滑坡

        祝塘 曹欣宇 李文軍

        摘 要:我國是一個(gè)多山的國家,山地、丘陵和比較崎嶇的高原占全國總面積的三分之二。特別在貴州,山區(qū)地形起伏較大,尤其是地質(zhì)條件薄弱地區(qū),不穩(wěn)定的斜坡體在地形陡峻、自重及極端降雨的情況下,易沿一定的滑動(dòng)面(滑動(dòng)帶)整體向下滑動(dòng)誘發(fā)滑坡等地質(zhì)災(zāi)害,產(chǎn)生大量的工程處治費(fèi)用,直接影響工程投資,本文基于滑坡實(shí)例,介紹了滑坡形成機(jī)理及原因分析,為類似工程提供借鑒。

        關(guān)鍵詞:堆積體;滑坡;穩(wěn)定性分析

        中圖分類號(hào):P642.22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

        0 引言

        滑坡穩(wěn)定性分析與評(píng)價(jià)是地質(zhì)災(zāi)害防治與防災(zāi)領(lǐng)域的基礎(chǔ),其穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)方法是穩(wěn)定性分析與評(píng)價(jià)的前提條件,針對(duì)復(fù)雜堆積層滑坡的特點(diǎn),對(duì)堆積體采用了多種勘察手段,查明滑坡的范圍、堆積體成分及性質(zhì),采用精準(zhǔn)的監(jiān)測(cè)方法,查明了堆積體滑動(dòng)面的分布,并分析和評(píng)價(jià)堆積層滑坡的穩(wěn)定性。

        1 項(xiàng)目概況

        省道S532米蘿至玉舍段,公路等級(jí)為二級(jí),設(shè)計(jì)時(shí)速為40公里/小時(shí),瀝青混凝土路面,路基寬8.5 m,設(shè)計(jì)汽車荷載公路-Ⅱ級(jí)。米蘿至玉舍于2005年通車,通車前K23+960~K24+220段已出現(xiàn)滑動(dòng)變形,當(dāng)?shù)卣?019年將其定為地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn),并在路旁設(shè)立告知牌。在2020年受極強(qiáng)降雨影響,該段路基滑再次發(fā)生開裂變形,路基出現(xiàn)大面積的開裂、垮塌現(xiàn)象,導(dǎo)致公路斷交,嚴(yán)重影響沿線村民交通。

        2 場(chǎng)區(qū)工程地質(zhì)條件

        2.1 地形地貌

        場(chǎng)區(qū)位于滇東高原向黔中丘原和廣西丘陵的過渡地帶,海拔1 635.2~1 773.7 m,相對(duì)高差138.5 m,地貌類型屬構(gòu)造—侵蝕低中山溝谷地貌。

        2.2 地層巖性

        場(chǎng)區(qū)出露第四系填土、塊石土、粉質(zhì)粘土及二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M(P3l)砂巖夾泥巖、煤層,峨眉山(P3β)玄武巖組玄武巖。

        2.3 地質(zhì)構(gòu)造與地震

        場(chǎng)區(qū)位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)黔北臺(tái)隆六盤水?dāng)嘞萃幈蔽飨驑?gòu)造變形區(qū),未見斷層通過。項(xiàng)目區(qū)位于格目底向斜西南翼,巖層呈單斜產(chǎn)出,巖層產(chǎn)狀為26~58°∠14~33°,主要發(fā)育兩組節(jié)理,節(jié)理產(chǎn)狀為171°∠88°、262°∠78°。

        根據(jù)國家地震局頒布的《中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》(GB 18306—2015),場(chǎng)區(qū)地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.40 s,地震動(dòng)峰值加速度值為0.10 g,對(duì)應(yīng)地震基本烈度為Ⅶ度。

        2.4 水文地質(zhì)條件

        (1)地表水?;麦w南側(cè)為巴朗河,調(diào)查期流量約2~10 m3/s,豐水期流量達(dá)40.9 m3/s,枯水期流量0.166 m3/s?;麦w西側(cè)發(fā)育一季節(jié)性沖溝,調(diào)查期流量約10 L/s。

        線位K24+060左側(cè)約70 m處有一水塘(滑坡中后部),面積約1 300 m2;線位K24+260左側(cè)約180 m處有一水塘(滑坡中部),面積約180 m2。

        (2)地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄。場(chǎng)區(qū)地下水類型為第四系松散土層孔隙水、基巖裂隙水。地下水靠大氣降水補(bǔ)給,降水大部分以坡面流形式向場(chǎng)區(qū)南側(cè)巴朗河排泄,一部分下滲形成地下水沿巖體節(jié)理裂隙、巖層層面賦存和運(yùn)移。地下水受季節(jié)影響大,雨季基巖裂隙水較豐富,水量較大;枯水期補(bǔ)給差,水量相對(duì)較小。據(jù)鉆孔水位測(cè)量,勘察期間地下水位埋藏較淺,地下水位均位于覆蓋層塊石土中。

        3 滑坡特征及穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

        3.1 滑坡類型及規(guī)模

        該滑坡后緣位于玉馬路右側(cè)陡崖底,滑坡區(qū)地形北高南低,分布高程1 606~1 701 m,滑坡前緣為南側(cè)巴朗河,后緣為道路右側(cè)基巖出露地帶,前后緣高差95 m,自然坡度角約18~25°,長(zhǎng)約420 m,寬約350 m,滑體最大厚度33 m,平均厚度約12 m,滑體體積8.8×105 m--3,根據(jù)地面變形裂隙調(diào)查判定,滑坡主滑方向?yàn)?91°,該滑坡為大型厚層堆積土質(zhì)滑坡。

        3.2 滑動(dòng)面、滑體及滑床特征

        根據(jù)地質(zhì)調(diào)繪、鉆探及深層位移監(jiān)測(cè)成果,滑動(dòng)面位于塊石土與強(qiáng)風(fēng)化層交界處,且滑動(dòng)面處于飽水狀態(tài)。

        滑體為主要為塊石土,塊石成分主要為強(qiáng)中風(fēng)化砂巖,粒徑20~200 cm,含量約55%~75%,偶見粒徑大于10 m的巨石,余為粉質(zhì)粘土充填,表層呈松散狀,中下部呈中密狀,濕~飽和,未見膠結(jié),厚度3.1~23.0 m。在道路及附近分布有人工填土,道路路基范圍內(nèi)呈中密~密實(shí)狀,路基范圍外呈松散~稍密狀,主要成分為道路修建、填筑的碎石、砂石、混凝土塊,有少量粉質(zhì)粘土充填。厚度2.0~6.5 m。

        滑床為強(qiáng)-中風(fēng)化砂巖夾泥巖,薄至中厚層狀,巖層綜合產(chǎn)狀34°∠20°,整體反傾,主要發(fā)育兩組優(yōu)勢(shì)節(jié)理,產(chǎn)狀:171°∠88°、262°∠78°。

        3.3 滑坡變形破壞特征

        經(jīng)地質(zhì)調(diào)繪、資料收集,坡體出現(xiàn)大面積變形,道路后緣擋墻局部破壞,前緣擋墻已全部破壞,擋墻未發(fā)生整體傾倒。坡面發(fā)育多級(jí)、密布拉張裂縫及下錯(cuò)陡坎,拉張裂縫最寬約0.3 m,最長(zhǎng)約15 m,下錯(cuò)陡坎最高約2 m。且坡體形成2處臺(tái)地,第一臺(tái)地標(biāo)高為1 627~1 636 m,長(zhǎng)290 m,寬30~78 m;第二臺(tái)地標(biāo)高為1 654~1 662 m,長(zhǎng)260 m,寬15~48 m。

        為準(zhǔn)確查明坡體滑動(dòng)面分布,了解邊坡滑動(dòng)及變形隨時(shí)間的變化特征,本次勘察對(duì)17個(gè)鉆孔中11個(gè)進(jìn)行深部位移監(jiān)測(cè)。開始監(jiān)測(cè)時(shí)雨季已過,坡體整體變形小,主要JZK8、JZK9變形相對(duì)較明顯。

        綜合以上監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明:

        (1)主滑動(dòng)面埋深8.5~16.5 m;(2)監(jiān)測(cè)期間坡體累積最大位移約為22 mm;(3)10月20日至11月13日之間變形速率為0.35 mm/d;11月13到12月20號(hào)變形速率開始變小0.19 mm/d;12月20日至近日相對(duì)速率接近0,坡體呈逐漸收斂狀態(tài)。

        3.4 滑坡機(jī)理分析

        (1)地層巖性:場(chǎng)區(qū)覆蓋層為填土、塊石土,厚3.1~23.0 m,為含水層。下伏基巖為二疊系龍?zhí)睹合档貙?,為隔水巖組;(2)地形地貌:滑坡后側(cè)坡體延伸長(zhǎng),匯水面積大,區(qū)內(nèi)有多個(gè)常年存水洼地,地表水排泄條件差;(3)大氣降雨:場(chǎng)區(qū)降雨集中,受大氣降水補(bǔ)給及上部山體的坡面徑流,使場(chǎng)區(qū)巖土界面的土體長(zhǎng)期處于飽水狀態(tài),降低了土體間的抗剪強(qiáng)度,為誘發(fā)因素;(4)外荷載:省道常年不間斷通行大型拉煤貨車,給坡體施加外荷載;(5)坡腳淘蝕:受下方巴朗河常年淘蝕,上覆土體失去平衡而產(chǎn)生變形,牽引上部坡體。

        3.5 推薦巖土體物理力學(xué)指標(biāo)

        根據(jù)地質(zhì)調(diào)繪、鉆探及試驗(yàn),結(jié)合工程類比及相關(guān)規(guī)范,滑動(dòng)面參數(shù)結(jié)合反算結(jié)果,推薦主要巖土層的相關(guān)物理力學(xué)參數(shù)如表2。

        3.6 穩(wěn)定性分析

        根據(jù)該滑坡的破壞模式,滑動(dòng)面為塊石土(灰?guī)r)與塊石土(全風(fēng)化砂泥巖)的接觸面,總體呈圓弧型,根據(jù)《公路滑坡防治設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG/T 3334—2018)規(guī)定,對(duì)于土質(zhì)坡體宜采用簡(jiǎn)化Bishop法進(jìn)行計(jì)算。公式如下:

        式中:——邊坡穩(wěn)定性系數(shù);——第i計(jì)算條塊滑面粘聚力(kPa)和內(nèi)摩擦角(°);——第i計(jì)算條塊滑面長(zhǎng)度(m);——第i計(jì)算條塊滑面傾角(°);滑面傾向與滑動(dòng)方向相同時(shí)取正值,反之取負(fù)值;——第i計(jì)算條塊滑面單位寬度總水壓力(kN/m);——第i計(jì)算條塊單位寬度自重(kN/m);——第i計(jì)算條塊單位寬度豎向附加荷載(kN/m);方向指向下方時(shí)取正值,指向上方時(shí)取負(fù)值;——第i計(jì)算條塊單位寬度水平荷載(kN/m);方向指向坡外時(shí)取正值,指向坡內(nèi)時(shí)取負(fù)值;——第i及i-1計(jì)算條塊滑面前端水頭高度(m)。

        根據(jù)鉆探、試驗(yàn)結(jié)果,結(jié)合工程類比,對(duì)現(xiàn)有滑動(dòng)面進(jìn)行反算后得出:

        4 結(jié)語

        貴州山區(qū)地形起伏較大,尤其是地質(zhì)條件薄弱地區(qū),不穩(wěn)定的斜坡體在地形陡峻、自重及極端降雨的情況下,易沿一定的滑動(dòng)面(滑動(dòng)帶)整體向下滑動(dòng)誘發(fā)滑坡等地質(zhì)災(zāi)害,產(chǎn)生大量的工程處治費(fèi)用,直接影響工程投資,其重要性不言而喻,滑坡的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)決定了支護(hù)參數(shù)的強(qiáng)弱,對(duì)工程造成存在決定性影響。

        參考文獻(xiàn):

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